체내 미생물 수십조 개 대·소장 분포 소화·정신질환 영향… 질병 치료 이용 인류 위치에 따라 미생물 구성 달라 생존·적응 차원… 발효 식품으로 공유 많은 사람들이 ‘장내 미생물’이라고 하면 여전히 ‘유산균 음료’를 떠올리는 경우가 많다. 그렇지만 생물학과 의학 분야에서 장내 미생물은 비만은 물론 대장암을 포함한 여러 암, 치매나 파킨슨병 같은 퇴행성 뇌질환에도 영향을 미치는 요인으로 각광받으면서 그야말로 ‘장내 미생물 연구’가 봇물처럼 쏟아져 나오고 있다.실제로 장내 미생물은 인체 마이크로바이옴(microbiome) 중에서 가장 주목받고 있는 분야다. 마이크로바이옴은 미생물총(叢)을 의미하는 ‘마이크로바이오타’와 유전체를 의미하는 ‘게놈’이 합쳐져 만들어진 합성어다. 인간과 동식물, 토양, 바다, 호수, 대기 등 모든 생태환경에서 서식하거나 공존하는 미생물과 유전정보 전체를 포함하는 개념으로 ‘제2의 게놈’이라고 불리기도 한다. 마이크로바이옴 연구는 유전자 증폭, 염기서열 분석 같은 생명공학 기술 발전으로 촉발됐다. 기존에는 개별 미생물 분석 연구가 주를 이루었다면 이제는 인체, 동식물, 환경과 미생물 간 상호작용을 파악하는 마이크로바이옴학 연구가 활발해지고 있다. 마이크로바이옴에 대한 관심이 본격화된 것은 2006년 미국 워싱턴대 제프리 고든 교수가 비만 쥐의 분변과 마른 쥐의 분변을 무균 쥐에게 각각 주입한 결과 비만 쥐의 분변을 주입받은 생쥐가 쉽게 비만해진다는 사실을 ‘네이처’에 발표하면서다.사람의 몸에 있는 미생물 수는 인간 세포 수보다 비슷하거나 약간 많은 39조개로 대부분 대장이나 소장 등 소화기관에 집중돼 있다. 이들 장내 미생물을 모두 모아 놓더라도 체중의 1~3%에 불과하다. 그렇지만 사람이 분해할 수 없는 영양소를 분해해 소화할 수 있도록 도와주는 기본적인 역할 이외에도 면역계 질환, 퇴행성 뇌질환, 우울증, 양극성장애 등 정신질환을 유발하는 신경정신질환에도 영향을 미친다는 연구 결과들이 최근 속속 공개되면서 장내 미생물과 건강에 대한 연구가 가속화되고 있다. 과학계에서는 장내 미생물의 기능을 파악하는 것을 넘어 장내 미생물을 이용해 질병을 치료하고 건강을 유지하는 방법에 대한 연구를 진행하고 있다. 장내 미생물을 활용해 인류의 진화 과정을 파악하는 등 연구의 폭은 점점 확장되고 있다. 미국 노스캐롤라이나주립대 응용생태학과, 노스웨스턴대 인류학과, 노트르담대 생명과학과, 독일 막스플랑크 진화인류학연구소 공동연구팀은 아프리카에서 시작된 인류가 세계 곳곳으로 퍼져 나가 적응할 수 있었던 것은 장내 미생물 덕분이라는 연구 결과를 생물학 분야 국제학술지 ‘생태와 진화의 최전선’(Frontiers in Ecology and Evolution) 19일자에 발표했다. 연구팀은 인간과 원숭이(유인원), 고릴라, 오랑우탄, 침팬지 같은 비인간 영장류의 장내 미생물을 비교했다. 그 결과 유인원이나 비인간 영장류와 달리 인간은 지리적 위치와 생활양식에 따라 장내 미생물 구성과 기능에 상당한 차이를 보인다는 점을 확인했다. 로버트 던 노스캐롤라이나주립대 석학교수(생태·진화학)는 “인류 조상들이 전 세계로 퍼져 나가면서 생존을 위해서는 이전에 살던 곳과 다른 음식물을 소화시킬 수 있어야 하고 새로운 질병도 견딜 수 있는 면역력을 갖춰야 했다”면서 “생존과 적응을 위해 장내 미생물의 종류와 분포, 숫자를 변화시켰을 것”이라고 말했다. 던 교수는 “발효음식과 맥주, 와인 같은 발효음료들이 변화된 장내 미생물을 집단 공유하는 수단이 됐을 것”이라고 덧붙였다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

지난해 12월 말 중국에서 시작된 코로나19(신종 코로나바이러스 감염증)가 기승을 부리고 있습니다. 아직 10대 이하 아이들의 감염은 거의 없기 때문에 마스크를 쓰고 개인 위생만 철저히 준수한다면 괜찮다고 하지만 어린 자녀가 있는 가정은 걱정이 많은 게 사실입니다. 바깥에서 혹시나 병원균이 묻어 오지 않을까 걱정해 손씻기는 물론 각종 살균제품으로 집안 청소를 하는 사람들도 있을 것입니다. 그렇지만 어린아이가 있는 가정에서는 살균용품을 사용할 때 좀더 주의를 기울여야 할 것 같습니다. 건강을 위해 사용하는 화학제품 때문에 오히려 아이들이 호흡기 질환 등을 앓을 수 있다는 연구 결과가 발표됐기 때문입니다. 캐나다 사이먼프레이저대 보건과학부, 맥매스터대 의대, 토론토대 공중보건대, 브리티시 컬럼비아대 의대, 앨버타대 의대, 매니토바대 의대 공동연구팀은 3세 이하의 아이들이 청소용 세제에 포함된 화학물질에 자주 노출될 경우 천식이나 만성기관지염 같은 호흡기 질환을 앓을 가능성이 높다고 지적했습니다. 이 연구 결과는 캐나다의학협회에서 발행하는 국제학술지 ‘캐나다의학회지’(CMAJ) 18일자에 실렸습니다. 연구팀은 태아부터 10대 초반 아동의 건강 상태를 조사한 빅데이터인 ‘캐나다 아동 장기발달 추적 코흐트’에서 생후 3~4개월 아동 3455명을 무작위 추출해 육아환경과 3세를 전후해 천식과 ‘쌕쌕거리는’ 숨소리를 내는 천명 발생 여부를 분석했습니다. 그 결과 식기를 닦는 세제, 다용도 세제, 유리창 청소세제, 세탁용 세제와 비누 등을 많이 사용하는 가정의 아이들에게서 천식과 만성기관지염, 천명 등이 쉽게 나타난다고 연구팀은 밝혔습니다. 특히 향이 있는 스프레이 형태의 청소용품이나 방향제품은 호흡기 질환 유발 핵심 원인이라고 지적하기도 했습니다. 연구팀은 세제에 포함된 화학물질이 연약한 아이들의 호흡기 내막과 면역계를 쉽게 손상시킨다고 설명했습니다. 또 미국 매사추세츠 애머스트주립대 공중보건대, 캐나다 라발대, 라발대 부속 아동병원 공동연구팀도 프탈레이트에 자주 노출된 임신부가 출산한 아이들이 자폐적 특성을 보이는 경우가 많다는 연구 결과를 보건 분야 국제학술지 ‘환경 보건 전망’ 19일자에 발표했습니다. 프탈레이트는 플라스틱을 부드럽게 만들기 위해 쓰이는 물질로 의료기기나 식품 포장지나 용기에 주로 첨가됩니다. 동물이나 사람 몸속으로 들어갈 경우 호르몬 작용을 방해하거나 혼란을 일으키는 대표적인 내분비계 교란물질(환경호르몬)이지요. 연구팀은 2008~2011년 캐나다 10개 도시의 임산부와 영아의 건강 상태를 등록한 빅데이터 ‘임산부·영아 환경화학물질 연구 코흐트’에서 임산부 2001명을 무작위로 선택해 분석했습니다. 그 결과 소변 샘플에서 프탈레이트 농도가 높고 임신 초기에 엽산보충제를 복용하지 않은 임산부의 아이들은 3~4세가 돼서 자폐적 특성을 드러내는 경우가 많은 것으로 확인됐습니다. 이번 연구들을 보면 깨끗하고 편리한 환경을 만들기 위해 사용하는 물질들이 건강을 위협하는 일종의 ‘청결 또는 멸균의 역습’을 가져오는 상황입니다. 우리 주변에는 수많은 세균들이 존재하고 있는데 이 모든 것들을 없애는 것은 사실상 불가능합니다. 유해 세균을 없애려다 유익한 세균까지 없애는 경우도 생깁니다. 결국 세균과 공존할 수 있는 방법을 찾아봐야 하는 것 아닌가 싶습니다. edmondy@seoul.co.kr

나이가 든다는 것은 신체 및 인지적 기능 저하, 체내 염증 증가와 밀접한 관계를 갖고 있다. 최근 연구에 따르면 이같은 노화증상은 장내미생물과도 연관성이 높은 것으로 알려져 있다. 과학자들이 과일과 채소, 생선을 중심으로 한 지중해식 식단이 유익한 장내미생물을 늘려 건강한 노화를 맞게 해준다는 연구결과를 내놔 주목받고 있다. 아일랜드 코크대 미생물학부 연구팀이 중심이 돼 아일랜드, 이탈리아, 영국, 네덜란드, 프랑스, 폴란드, 핀란드, 러시아 8개국 20개 연구기관으로 구성된 국제공동연구팀은 지중해식 식사를 1년 이상 하게 되면 유익한 장내 미생물의 종류와 숫자가 늘어나고 체내 염증지수가 줄어들어 건강하게 나이들 수 있다는 연구결과를 생물학 분야 국제학술지 ‘거트’ 18일자에 발표했다. 스페인, 이탈리아 남부 등 지중해 연안 주민들이 즐겨먹는 식사인 지중해식 식단은 육류를 최대한 배제하고 신선한 채소, 과일, 견과류와 올리브유 같은 식물성 지방, 생선 등으로 꾸며져 심혈관질환을 예방해 주는 것으로 알려져 있다. 연구팀은 폴란드, 네덜란드, 영국, 프랑스, 이탈리아 5개국 65~79세 남녀 노인 612명을 두 그룹으로 나눠 한 그룹은 지중해식 식단을 1년 동안 제공하고 다른 집단은 평소와 같은 식사를 하도록 했다. 수시로 신체검사와 인지검사를 실시하는 한편 장내미생물의 종류와 분포를 조사했다. 분석 결과 지중해식 식사를 1년 동안 해온 집단은 일반 식사를 한 그룹에 비해 걷기 속도, 손아귀 힘 등 체력과 기억력을 포함한 인지기능에서 높은 점수를 받았다. 일부는 이전보다 체력이나 인지기능이 더 개선된 것으로 나타났다. 또 대장암과 지방간, 당뇨를 유발시키는 것으로 알려진 유해 장내미생물은 줄어들고 유익한 장내미생물이 증가했으며 체내 염증지수는 떨어진 것으로 확인됐다. 폴 오툴 교수는 “나라마다 장내 미생물 구성에 약간의 차이가 있었지만 1년 뒤 지중해식 식사에 대한 반응은 국적에 관계없이 공통적으로 나타났다”라며 “이번 연구는 건강한 장내미생물을 형성하게 해주는 식단이 전체적인 건강에도 도움을 줄 수 있다는 것을 보여주고 있다”라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

전 세계를 공포에 떨고 만들고 있는 코로나19(신종코로나바이러스 감염증)의 원인물질은 감기를 유발시키는 코로나바이러스의 변이이다. 감기라고 생각하면 쉽게 생각할 수 있지만 코로나19는 중국에서만 1600명 이상의 사망자를 내고 있다. 바이러스는 사람들의 눈에 보이지 않기 때문에 ‘보이지 않는 테러리스트’라고 불리며 많은 공포영화 소재로도 등장하고 있다. 사람이 앓는 질병 중에 많은 부분이 바이러스 때문에 발생하기 때문에 바이러스는 박멸의 대상으로 보는 경우가 많다. 그런데 미국 연구진이 최악의 바이러스로 치료가 어려운 최악의 암을 잡을 수 있다는 연구결과를 내놔 주목받고 있다. 미국 예일대 의대 신경외과, 국립보건원(NIH) 산하 국립알러지·감염병연구소(NIAID) 바이러스학실험실, 앨버니의대 면역학·세균감염과 공동연구팀은 교모세포종이라는 뇌종양을 에볼라바이러스를 이용해 치료하는 방법을 찾아냈다고 17일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 미생물학 분야 국제학술지 ‘바이러스학’에 실렸다. 뇌종양은 뇌에 암세포가 발생한 질환을 말하는데 특히 뇌조직에 풍부하게 존재하는 신경교세포에 발생해 급속히 진행하는 암은 교모세포종이라고 한다. 교모세포종은 다른 암에 비해 치료하기가 쉽지 않다는 문제가 있다. 암세포는 정상세포와 달리 바이러스 같은 외부 침입자에 대해 방어하는 면역반응을 만들어 내지 못한다는 점에 연구팀은 주목했다. 연구팀은 에볼라 바이러스를 그대로 사용하면 오히려 더 치명적일 수 있기 때문에 여러 종류의 바이러스를 조합해 환자에게 바이러스 고유의 독성을 보이거나 감염되지 않도록 하고 암세포만 공격할 수 있도록 한 ‘키메라 바이러스’를 만들었다. 특히 뮤신 유사 당단백질(MLD)를 활용해 에볼라가 인체 면역계에 파괴되지 않고 암세포만 공격할 수 있도록 했다. 연구팀은 교모세포종을 유발시킨 생쥐에게 에볼라를 포함하고 있는 키메라 바이러스를 주사한 결과 교모세포종 세포만 선택적으로 공격해 없앤 것을 확인했다. 연구팀은 MLD 당단백질을 가진 바이러스는 복제 속도가 느리고 면역기능을 갖추지 못한 암세포에만 선택적으로 붙어 공격하는 것이라고 설명했다. 앤서니 반 덴 폴 예일대 의대 교수는 “이번 연구는 세계에서 가장 치명적인 바이러스를 이용해 치명적 뇌암 중 하나를 치료하겠다는 것”라며 “추가적인 연구가 필요하겠지만 감염 가능성을 제거하고 바이러스 고유의 특성을 살린다면 외과 수술과 함께 교모세포종 종양을 효과적으로 제거하고 재발까지 막을 수 있을 것으로 본다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

한동안 미디어 분야에서는 TV, 신문, 잡지 같은 ‘올드 미디어’의 생존에 대한 논의가 활발했지만 최근 몇 년 동안 미디어를 둘러싼 가장 큰 화두는 ‘가짜뉴스’이다. 가짜뉴스는 자칫 미디어 소비자는 물론 기자나 PD 등 미디어 생산자들도 속아넘어가기 십상이다. 이 같은 상황에서 미디어가 가짜 뉴스의 창구가 되고 있다는 지적이 나왔다. 미국 애리조나주립대 월터 크롱카이트 언론대학원, 텍사스 오스틴대 미디어참여센터 공동연구팀은 건강이나 과학 분야에서 만들어지는 가짜뉴스, 잘못된 뉴스들이 대중들에게 확산되는 통로는 SNS보다는 전통 미디어들인 경우가 많다고 17일 밝혔다. 이 같은 분석결과는 지난 13~16일 미국 시애틀에서 열린 미국과학진흥협회(AAAS) 2020 연례컨퍼런스에서 발표됐다. AAAS는 1848년 과학진흥과 과학대중화를 위해 만들어진 민간 비영리단체로 과학분야에서 최대규모를 자랑하며 세계적인 과학저널 ‘사이언스’를 발행하는 곳이기도 하다. 매년 연초에 과학 대중화와 과학과 과학교육의 발전을 위해 국제컨퍼런스를 열고 있다. 연구팀은 설문조사를 통해 대학 이상 교육을 받은 고학력 미디어 소비자들의 3분의 1 이상이 가짜뉴스와 진짜뉴스를 구분하지 못한다고 밝혔다. 이들은 또 TV나 신문, 잡지 등 전통적인 뉴스매체에 대해 부정적 태도를 가진 미디어 소비자들은 가짜뉴스는 물론 광고형 기사를 구분하는데도 어려움을 겪는 것으로 조사됐다. 연구팀은 잘못된 정보는 의도치 않게 미디어 소비자는 물론 언론인들에 의해 확산되고 증폭될 수 있다고도 강조했다. 특히 올해는 미국 대선과 관련돼 있는 만큼 정치 뿐만 아니라 과학기술이나 의료문제에 대한 가짜 뉴스도 정치인들에 의해 무차별적으로 확산되기 쉬운 환경이라고 연구팀은 지적했다. 유명한 과학기술 저널리스트이자 애리조나주립대 월터 크롱카이트 언론대학원 겸임교수인 댄 길모어 교수는 “우리 삶과 직접적으로 연관돼 있는 건강과 과학기술에 대한 가짜뉴스를 걸러내지 못한다면 매우 위험한 상황에 처할 수도 있다”라고 말했다. 길모어 교수는 “기술의 발전으로 가짜뉴스는 점점 교묘한 외형을 갖고 등장하고 있다”라며 “미디어 소비자들도 잘못된 뉴스를 어떻게 피해야 하는지 배워야 하겠지만 언론인들도 거짓에서 진실을 가려내는 방법과 잘못된 정보를 유통시키지 않기 위해서 언제든지 잘못된 정보에 노출될 수 있다는 자각을 갖고 있어야 할 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

미국 연구진이 미국 바이오업체 길리어드에서 개발한 에볼라 치료제인 ‘렘데시비어’가 코로나바이러스 치료제로 광범위한 효과가 있다는 연구결과를 발표해 주목받고 있다. 렘데시비르가 여러 종류의 코로나바이러스 효과가 있다는 과학적 결과가 나옴에 따라 현재 전 세계를 휩쓸고 있는 코로나19(신종코로나바이러스감염증)을 잡는데도 도움을 줄 수 있을 것으로 보고 있다. 미국 국립보건원(NIH) 산하 국립알레르기·감염병연구소(NIAID) 바이러스실험실와 로키마운틴 수의과학분소, 미국 바이오업체 길리어드 사이언스 생물학분과, 컬럼비아대 공중보건대 감염·면역센터 공동연구팀은 원숭이 실험을 통해 렘데시비르가 메르스를 유발하는 코로나바이러스(MERS-CoV)에 대한 항바이러스 효과를 보였다는 연구결과를 미국국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’ 14일자에 발표했다. 이에 앞서 중국과학원(CAS) 우한감염병연구소를 중심으로 한 중국연구팀은 렘데시비르와 말라리아 치료제 클로로퀸이 코로나19 치료에 효과가 있다고 발표하기도 했다. 이 밖에도 에이즈치료제로 알려진 로피나비르(칼레트라)도 코로나19에 효과가 있다고 보고 일부 환자 치료에 쓰이고 있기도 하다. 정맥주사제 렘데시비르는 당초 에볼라바이러스 치료제로 개발됐지만 별다른 효과를 보이고 있지 못하지만 지난달 19일 미국에서 처음으로 코로나19 확진판정을 받은 환자에게 투여돼 효과를 봤다는 사실이 의학전문지 ‘뉴잉글랜드저널 오브 메디슨’에 발표되기도 했다. 연구팀은 시험관 실험과 생쥐, 히말라야원숭이(rhesus macaque)를 이용해 코로나바이러스에 대한 렘데시비르의 효과를 검증했다. 연구팀은 우선 생체 바깥 시험관 실험에서 렘데시비르가 메르스를 유발하는 코로나바이러스(MERS-CoV)의 복제를 효과적으로 억제한다는 사실을 확인했다. 연구팀은 그 다음에는 생쥐를 이용해 실험한 결과 사스(중증급성호흡기증후군)를 유발하는 바이러스(SARS-CoV)도 차단한다는 것을 확인했다.이에 연구팀은 추가로 수컷 히말라야 원숭이 9마리에게 메르스 바이러스를 감염시켜 렘데시비르의 효과를 검증하는 실험을 실시했다. 연구팀은 6마리에게는 렘데시비르를 주사하고 나머지 3마리는 일반적 치료를 실시했다. 그 결과 렘데시비르를 투여받은 원숭이는 근육통과 발열, 기침과 같은 코로나바이러스에 감염됐을 때 나타나는 임상적 징후가 눈에 띄게 적었고 폐에서 바이러스 복제가 줄어들어 폐렴이나 폐손상이 거의 나타나지 않은 것이 관찰됐다. 특히 접종 12시간 뒤부터 항바이러스효과를 드러내고 6일 후에는 코로나바이러스가 완전히 사라지는 등 치료효과도 빠르게 드러난다는 사실을 확인했다. 이번 연구를 이끈 NIAID 분자발병학팀의 에미 드 위트 박사는 “이번 연구결과는 렘데시비르가 사스, 메르스 등 코로나바이러스감염증을 효과적으로 차단한다는 것을 처음 실험적으로 확인했다는데 의미가 크다”라며 “사람을 대상으로 한 추가적 임상시험이 필요하겠지만 최근 코로나19 환자에게 투여돼 효과를 보이고 있다는 보고들을 보면 다양한 종류의 코로나바이러스에 효과가 있음을 알 수 있다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국내 연구진이 톡하고 누르기만 했는데도 압력을 가한 물체의 표면정보까지 파악할 수 있는 전자피부를 개발해 주목받고 있다. 한국전자통신연구원(ETRI) 실감소자원천연구본부, 서울대 전자컴퓨터공학부, 소프트로보틱스연구센터(SRRC) 공동연구팀은 미세한 압력변화를 감지해 압력을 가한 물체의 3차원 표면정보까지 파악할 수 있는 초고감도 투명압력센서를 개발했다고 13일 밝혔다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’에 실렸다. 기존에 개발된 전자피부나 압력센서는 전극을 십자 패턴으로 만들어 맞닿는 부분의 압력에 따라 전도도가 달라지는 소자를 넣었기 때문에 미세 압력변화를 감지하기 어렵다는 한계가 있었다. 이에 연구팀은 전도성 고분자 나노와이어와 나노셀룰로스 친환경 나노소재를 섞은 복합소재와 양자점 발광소자를 사용해 접촉부분이 발광하는 형태의 감도를 높이면서도 압력분포를 즉시 파악할 수 있는 소자를 개발했다. 연구팀은 특히 나노와이어끼리 접촉이 많아지면 전도도가 높아진다는 특성을 이용해 접촉량이 늘리기 위해 머리카락 굵기의 100분의 1 수준인 1㎛(마이크로미터) 두께의 센서를 만들었다. 두께 1㎛에는 100개의 나노와이어층이 쌓여들어가 있다. 또 전기를 가하면 발광하는 양자점 발광소자를 올려 압력이 가해지면 빛을 내도록 했다. 연구진이 개발한 센서는 투명하고 가로, 세로 각각 100㎜, 두께 2㎛로 압력이 가해지면 압력을 받은 부분이 즉시 빨간색으로 표시된다. 이번에 개발한 센서는 민감도가 기존 전자피부보다 20배 정도 높아 사람의 맥박은 물론 바늘 끝으로 미세하기 누르는 압력까지도 감지 가능하다고 연구팀은 설명했다. 복합소재의 색깔이 투명하기 때문에 다양한 형태의 기판에 올릴 수 있어 활용도도 높은 편이다.이번 기술에 활용된 소재들도 저렴하고 친환경적이어서 사람의 신체에 적용해도 무해하며 습기가 많은 환경에서 장시간 사용해도 성능이 안정적으로 지속되는 것이 확인됐다. 연구팀은 이번에 개발한 초고감도 센서를 활용해 나뭇잎의 잎맥 형상, 손가락 지문모양과 깊이 등 아주 작고 세밀한 패턴이 있는 물체표면들까지도 실시간으로 확인하는데 성공했다. 연구팀은 초고감도 센서를 얇게 만들어 피부에 직접 붙이면 맥박이 뛰는대로 빛이 발생해 신체정보 데이터를 확인할 수 있으며 로봇에 부착할 경우는 사람과 비슷한 정도의 촉감을 재현할 수 있을 것으로 기대하고 있다. 이정익 ETRI 실감소자원천연구본부장은 “이번에 개발한 초박형 압력 센서는 생체인증, 웨어러블 기기, 로봇 팔, 터치형 디스플레이, 의족이나 의수, 전자제품 등 압력 센서가 활용된 분야에 폭넓게 활용이 가능할 것”이라고 밝혔다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

우리 주변에서 흔히 볼 수 있는 소금을 이용해 나노 재료를 손쉽게 관찰할 수 있는 일종의 ‘소금 현미경’이 개발됐다. 울산과학기술원(UNIST) 에너지 및 화학공학부, 가천대 신소재공학과, 미국 매사추세츠공과대(MIT) 화학공학과 공동연구팀은 소금의 결정을 이용해 탄소나노튜브를 상온, 상압이라는 일반적 환경에서 손쉽게 관찰할 수 있는 기술을 개발했다고 13일 밝혔다. 이번 연구결과는 나노분야 국제학술지 ‘나노 레터스’ 12일자에 실렸다. 탄소나노튜브는 탄소원자가 육각형으로 결합해 원통 모양으로 연결된 물질로 특이한 기계적, 전기적 특성을 갖고 있어 다양한 분야에 활용 가능한 소재이다. 문제는 탄소나노튜브의 크기가 너무 작기 때문에 표면이나 구조를 관찰을 할 때 일반적인 광학 현미경은 사용할 수 없다는 것이다. 전자현미경이나 원자힘현미경으로 관찰이 가능하기는 하지만 사용방법이 까다롭고 관찰가능한 면적이 한계가 있다. 이에 연구팀은 탄소나노튜브에 소금물을 떨어뜨린 뒤 전기장을 가해 소금이온이 탄소나노튜브 외부 표면을 따라 이동하면서 소금결정을 형성하게 했다. 탄소나노튜브 표면에 소금결정 옷을 입힌 것이다. 이렇게 탄소나노튜브 표면에 소금결정을 코팅하면 실험실에서 일반적으로 사용하는 광학현미경만으로도 넓은 면적에 분포된 탄소나노튜브를 손쉽게 관찰할 수 있다. 또 소금결정은 물에 잘 녹기 때문에 탄소나노튜브를 관찰한 뒤 쉽게 씻어낼 수 있다는 장점도 있다. 특히 연구팀은 코팅된 소금결정이 탄소나노튜브의 광학신호를 수 백배까지 증폭시킬 수 있다는 사실도 확인했다. 일반적으로 물질은 빛을 받으면 내부 분자가 빛 에너지와 상호작용해 광학신호를 방출하는데 이를 분석하면 물질 특성을 알 수 있다. 연구팀은 소금코팅이 현미경 렌즈 역할을 하기도 해 탄소나노튜브의 전기적, 물리적 특성을 손쉽게 알아낼 수 있다는 사실을 확인한 것이다. 이창영 UNIST 교수는 “이번 기술은 일반적인 온도와 압력에서 나노 재료를 손상시키지 않고도 실시간으로 물성을 측정 가능하다는 것이 핵심”이라며 “소금 종류에 따라 굴절률을 변화시킬 수 있을 뿐만 아니라 모양과 크기도 조절 가능하다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

현대인들은 서서 움직이는 시간보다는 의자에 앉아 있는 시간이 길고 불규칙한 식습관까지 더해져 변비나 설사, 과민성대장증후군 같은 소화기 질환에 고생하는 경우가 많습니다. 이 때문에 장 건강에 도움을 준다는 ‘프로바이오틱스’(probiotics)를 규칙적으로 복용하는 사람들도 흔히 볼 수 있습니다. 물론 프로바이오틱스를 복용하고 오히려 설사나 변비가 생겼다거나 장에 가스가 차는 것 같다는 부작용을 호소하는 이들도 있지만 꾸준히 먹는 이들도 있는 것을 보면 효과가 아주 없는 것은 아닌 모양입니다. 최근 들어 장내 미생물이 장 건강 이외에 아토피 피부염이나 건망증을 줄이는 데도 도움이 된다는 연구 결과들까지 나오면서 장 건강에 대한 관심은 더 높아지고 있습니다. 이런 상황에서 미국과 이스라엘 과학자들이 ‘프리바이오틱스’(prebiotics)가 암 치료에도 도움을 줄 수 있다는 동물실험 결과를 내놔 주목받고 있습니다. 미국 샌퍼드버넘프레비스(SBP) 의학연구소, 네브래스카 링컨대 식품공학과, 캘리포니아 어바인대(UC어바인) 분자생물학과, 이스라엘 테크니온공과대 통합암연구센터 공동연구팀은 프리바이오틱스가 면역계를 강화시켜 암세포의 성장을 늦추는 등 암 퇴치 능력을 높여 준다는 실험 결과를 생물학 분야 국제학술지 ‘셀 리포츠’ 2월 11일자에 발표했습니다. 프리바이오틱스는 장 속 유해균을 억제함으로써 프로바이오틱스의 생장과 활성을 유도하는 성분입니다. 프리바이오틱스는 미생물인 프로바이오틱스를 잘 자라도록 하는 장내 환경을 개선해 주는 요소이자 프로바이오틱스의 먹을거리라고 생각하면 됩니다. 연구팀은 생후 6~8주 된 수컷 생쥐들에게 피부암인 흑색종과 결장암 세포를 이식해 암을 발생시켰습니다. 연구팀은 암을 이식받은 생쥐들을 두 집단으로 나눠 한 그룹에는 2주 동안 물과 음식에 프리바이오틱스인 뮤신과 이눌린을 섞어 제공하고 나머지 집단에는 일반 식단만을 제공하면서 암세포의 크기 변화와 성장 속도를 관찰했습니다.그 결과 프리바이오틱스를 섭취한 생쥐들은 그렇지 않은 생쥐들보다 암 세포의 성장 속도가 느려질 뿐만 아니라 크기도 작아진 것이 관찰됐다고 합니다. 또 프리바이오틱스를 섭취한 생쥐들의 면역 시스템도 이전보다 강화됐다고 연구팀은 밝혔습니다. 활성화된 면역계가 암 조직을 공격한 것으로 연구팀은 보고 있습니다. 이런 연구 결과를 소개하면 간혹 어떤 제품이나 음식을 먹어야 하느냐고 문의하시는 분들이 있습니다. 마치 대단한 효과가 있는 약이나 식품이 있는데도 알려 주지 않는 것이라고 생각하는 모양입니다. 생물학이나 의학 분야 기초 연구들은 특정 물질이나 현상에 대해 더 잘 이해하기 위한 동물실험을 합니다. 그렇기 때문에 해당 연구 결과를 사람에게 바로 적용하는 경우는 거의 없습니다. 이번 연구 역시 프리바이오틱스가 암세포 성장에 어떤 영향을 미치는지에 대한 이해를 높이기 위한 것이라고 연구진은 분명히 밝히고 있습니다. 사람은 종양의 특성뿐만 아니라 유전적 배경이나 생활환경도 동물과 다릅니다. 뻔한 이야기이지만 암을 비롯해 각종 질병을 이겨낼 수 있는 면역력을 키우기 위한 과학자들의 조언은 부모가 아이들에게 하는 말과 크게 다르지 않습니다. 육류보다는 과일과 채소를 중심으로 음식을 골고루 먹고 열심히 운동하는 것이 건강유지와 면역력 강화를 위한 최선의 방법입니다. edmondy@seoul.co.kr

영국 런던 위생·열대의학대학원이 주도하고 한국, 스위스, 중국, 일본, 스위스 등 20개국 44개 연구기관이 참여한 국제공동연구팀은 12일 대기 중 오존 농도가 0.2% 늘어날 때마다 연간 6200여명의 추가 사망자가 발생한다고 밝혔다. 이 같은 연구 결과는 영국의학회가 발행하는 국제학술지 BMJ 2월 10일자에 실렸다. 연구팀은 1985~2015년 20개국 406개 도시의 대기질, 특히 대기 중 오존 농도와 날씨, 사망위험률 증가를 분석했다. 분석 결과 대기 중 오존 농도가 10㎍/㎥ 증가할 때마다 직간접적 영향으로 연간 6262명의 추가 사망자가 발생한다고 연구팀은 밝혔다. 대기 중 오존은 자동차나 공장에서 배출된 오염물질이 자외선과 만나 광화학반응을 일으켜 만들어지는 물질로 호흡기질환이나 안구 손상의 원인이 되는 것으로 알려져 있다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

배우자가 낙천적인 사람은 그렇지 못한 이보다 건강한 삶게 돼서 그 덕분에 치매를 늦추거나 예방할 수도 있다는 연구 결과가 나왔다. 미국 하버드대와 미시간주립대 공동연구진이 최대 8년간 이성애자 부부 4000쌍을 추적해 연구한 결과, 밝은 인생관을 지닌 배우자와 사는 사람은 나이 들면서 알츠하이머병과 치매 그리고 인지능력 저하 등을 겪을 위험이 적었다고 밝혔다. 연구진에 따르면, 낙천주의자와 결혼한 사람은 세월이 흐를수록 그렇지 못한 이보다 인지적인 면에서 좋은 삶을 보냈다. 이는 이들 낙천주의자 배우자를 둔 가정의 환경이 더 건강해 스트레스를 덜 받기 때문일 것이라고 이들 연구자는 주장했다. 어떤 사람은 ‘당신이 먹는 음식이 바로 당신을 만든다’고 말하지만, 또 다른 이는 ‘당신은 배우자에 따라 당신 역시 달라질 수 있다’고 말한다. 그런데 이런 경향은 습관에도 고스란히 적용할 수 있다고 연구진은 말한다. 연구저자인 윌리엄 초픽 박사(미시간주립대 부교수)는 “우리는 배우자와 함께 많은 시간을 보낸다. 그(배우자)들은 우리에게 함께 운동하자고 하거나 건강한 음식을 먹자고 하고 심지어 매일 먹어야 하는 약도 빠트리지 않도록 말해줄 수도 있다”면서 “배우자가 낙천적이고 건강하면 당신의 삶 역시 그와 비슷하게 변할 수 있는 것”이라고 설명했다. 실제로 2014년 한 학술지에 실린 연구에 따르면, 적어도 여성의 경우 흡연자는 배우자(남편)가 흡연자였고, 비흡연자 배우자와 결혼하면 금연할 가능성이 더 높다. 예를 들어, 만일 당신이 낙천적인 사람이고 금연하거나 운동을 시작한다면 배우자는 몇 주나 몇 달 안에 당신과 함께 금연하거나 운동을 시작할 것이라는 게 이들 연구자의 생각이다. 이에 대해 초픽 박사는 “낙천주의자가 선례를 보이면 배우자가 이를 따르려는 의식을 갖게 된다”면서 “사람이 배우자의 좋은 자질을 질투하거나 자신을 통제하려는 누군가(배우자 포함)에게 나쁜 반응을 보인다는 연구가 있지만, 낙천주의가 긍정적인 시각으로 관계를 인식한다는 점과 연관성이 있다는 것을 보여주는 또 다른 연구도 있다”고 말했다. 이번 연구에서는 또 부부가 함께 공유한 경험을 회상할 때 그 기억에 관해 더 세세한 부분이 떠오르는 것으로 나타났다. 초픽 박사는 “우리가 알츠하이머병이나 치매 등을 예측하는 위험 요인을 조사했을 때 그중 많은 요인이 건강한 생활방식으로 사는 것과 관계가 있다는 점을 발견했다”면서 “체중과 신체 활동을 건강하게 유지하는 것은 커다란 예측 변수로, 이 역시 생리학적 표지의 일부분”이라고 지적했다. 이어 “낙천주의자와 결혼한 사람은 모든 (생리학적) 표지에서 더 높은 점수를 받는 경향이 있는 것 같았다”고 덧붙였다. 이 밖에도 연구진은 낙천주의자의 배우자는 자신의 전반적인 정신적 안정 및 기능성의 척도인 기억력과 정신적인 상태를 더욱더 잘 유지한다는 점을 발견했다. 비록 인지력 감퇴는 낙천적이거나 비관적인 부부 모두에서 관찰됐지만, 이 점은 나이가 들면 거의 피할 수 없는 부분이긴 하다. 그렇지만, 배우자의 낙천성이 높은 부부는 훨씬 덜한 인지력 감퇴를 보였다고 연구진은 설명했다. 끝으로 초픽 박사는 “낙천성은 훈련을 통해 얻을 수 있는 자질이며 모든 사람은 배우자의 낙천성에서 혜택을 받는다”면서 “그러면 당신은 실제로 더 오래 살면서 인지력 감퇴가 덜해 더 나은 미래를 경험할 것”이라고 말했다. 자세한 연구 결과는 국제학술지 ‘저널 오브 퍼스낼리티’(Journal of Personality) 최신호에 실렸다. 사진=123rf 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

지난해 12월 말 중국에서 시작된 신종코로나바이러스 감염증이 전 세계로 확산되고 있는 가운데 바이러스에 대한 궁금증이 점점 커지고 있다. 사실 바이러스는 지구상 존재하는 가장 작은 생명체 중 하나로 분류하기는 하지만 생명체라는 조건을 완벽히 갖추지는 못한 미지의 유기체이다. 유전물질은 갖고 있지만 세포막이 없고 숙주 밖에서는 생명활동을 할 수 없기 때문에 일부 과학자들은 생명체 또는 생물로 여겨도 되는 것인지에 의문을 품어왔다. 이 같은 상황에서 과학자들이 유전정보를 파악할 수 없는 정체불명의 신종바이러스를 찾아냈다. 또 다른 연구팀은 동물들의 조직 속에 숨어있는 수 천개의 새로운 바이러스를 발견하기도 했다. 우선 브라질 미나스제라이스연방대 생물과학연구소, 프랑스 엑스마르세이유대, IHU-지중해감염 연구소, 미국 퍼듀대, 로렌스버클리국립연구소 공동연구팀은 브라질 미나스제라이스주 벨루오리존치시의 인공호수에서 살고 있는 아메바에서 거대 바이러스를 발견하고 생물학 및 의학분야 학술논문 사전공개 사이트인 바이오아카이브(bioRxiv)에 발표했다. 연구팀은 크기가 박테리아만한 거대한 것부터 기존 바이러스들과 비교했을 때도 매우 작은 새로운 바이러스를 발견했다. 더 놀라운 것은 이들 바이러스의 유전자를 분석했는데 이전에 발견된 그 어떤 유전자들과도 일치하지 않았다는 점이다. 연구팀은 물에서 발견한 이들 바이러스에게 브라질 신화에서 나오는 ‘물의 어머니’라는 뜻의 ‘야라바이러스’라고 이름을 붙였다. 한편 미국 국립보건원(NIH) 국립암연구소, 국립 알레르기및감염병연구소, 국립 당뇨·소화기·신장질환연구소, 국립 노화연구소, 캘리포니아 데이비스대, 하버드 의대 부설 브리검여성병원, 브로드연구소, 존스홉킨스대 의대, 오하이오주립대, 애리조나주립대, 샌디에고주립대, 영국 케임브리지대, 남아프리카공화국 케이프타운대 공동연구팀은 동물 세포조직에서 새로운 형태의 원형바이러스 600여 종을 발견하고 생물학 분야 국제학술지 ‘e라이프’ 최신호에 발표했다. 바이러스는 막대형과 원형 두 가지 형태를 하고 있는데 원형바이러스는 자궁경부암을 유발할 수 있는 인유두종바이러스가 대표적이다. 연구팀은 사람을 비롯해 70여 종의 동물 조직샘플에서 바이러스 입자를 분리해 원형바이러스를 찾았다. 그 결과 약 2500개의 원형 바이러스를 발견했으며 이 중 600개는 기존에 밝혀지지 않은 전혀 새로운 것으로 나타났다. 이에 대해 전문가들은 “폐수나 사람의 호흡기에서 기존에 발견되지 않았던 새로운 바이러스를 찾는 것은 그리 놀랍지 않은 일”이라면서 “특히 하수에서 발견되는 바이러스들의 95% 정도는 기존 데이터베이스에 있는 유전자와 일치하지 않는다”라고 지적했다. 또 전문가들은 바이러스가 반드시 질병을 유발하는 것이 아니며 일부 바이러스들은 건강 유지에 도움을 주거나 생태계 순환에 있어서 필수적인 것들도 많다고 강조했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

태양계에서 화성 다음에는 목성이 존재하지만 그전에 한번 지나가야 할 곳이 있다. 바로 소행성대(asteroid belt)라 불리는 곳인데 이곳에는 수많은 소행성이 옹기종기 모여있다. 최근 미국 MIT 대학 등 공동연구팀이 소행성 '팔라스'(2 Pallas)의 생생한 이미지를 분석한 연구결과를 학술지 네이처 자매지인 네이처 천문학(Nature Astronomy) 10일자에 발표했다. 칠레에 있는 유럽남방천문대(ESO)의 초거대망원경(VLT) 이미지 장비인 ‘스피어'(SPHERE)로 촬영한 팔라스는 연구팀의 표현대로 골프공을 연상시킨다. 실제 골프공의 모양처럼 수많은 크레이터로 가득차 있기 때문. 팔라스는 ‘올베르스의 역설’로 유명한 천문학자 하인리히 올베르스가 1802년 발견한 소행성 2번이다. 지름은 545㎞로 추정되며 공전주기는 4.6년이다. 앞서 1801년 인류가 최초로 발견한 소행성은 '세레스'(1 Ceres)로 지금은 명왕성, 에리스와 함께 행성과 소행성의 중간단계인 왜소행성으로 재분류됐다.이번에 연구팀은 팔라스의 표면에서 지름 30㎞ 이상의 크레이터 36개를 확인했다. 이는 지구의 ‘칙술루브 크레이터’ 직경의 약 5분의 1 정도 크기다. 칙술루브 크레이터는 지금으로부터 6600만 년 전 지금의 멕시코 유카탄 반도에 거대한 소행성이 떨어지면서 생긴 것으로 이 영향으로 백악기 말 공룡을 비롯한 당시 지구 생명체의 약 70%가 사라졌다. 　 논문의 선임저자인 마이클 마셋 연구원은 "팔라스는 세레스나 베스타보다 약 2~3배 정도 더 많은 충돌을 겪었다"면서 "이는 다른 소행성대에 있는 천체에 비해 마치 경주차처럼 상당히 기울어진 궤도를 빠르게 돌고있기 때문"이라고 설명했다. 이어 "아직 왜 팔라스가 특이한 궤도를 갖게됐는지 알지 못한다"면서 "팔라스의 수많은 크레이터는 격렬한 충돌의 역사를 의미한다"고 덧붙였다. 　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

야생 물범이 바닷속에서 앞발같은 지느러미로 박수를 친다는 흥미로운 연구결과가 나왔다. 최근 호주 모내시대학 등 국제공동연구팀은 바닷속에서 촬영된 영상 분석을 통해 야생 회색물범(gray seal)이 박수를 쳐 총성같은 소음을 낸다는 논문을 발표했다. 동글동글한 귀여운 외모로 인기가 높은 물범(바다표범)은 지능이 매우 높으며, 이번에 연구대상이 된 회색물범은 몸집이 큰 대형 종으로 대서양이 주서식지다. 친척뻘인 물개가 사육사의 훈련으로 박수를 치지만 야생의 물범이 바닷속에서 박수를 치는 것이 더욱 흥미로운 것이 사실.영상을 촬영한 영국 뉴캐슬 대학 벤 버빌 연구원은 "회색물범이 앞발같은 지느러미로 박수를 치며 짝짝 총소리같은 소리를 낸다"면서 "그 소리가 믿을 수 없을 만큼 컸으며 어떻게 압축할 공기도 없는 물속에서 그렇게 큰 박수를 치는지 신기했다"고 밝혔다. 　 회색물범이 이렇게 물속에서 박수는 치는 이유는 물론 사람을 즐겁게 하는 목적은 아니다. 연구를 이끈 데이비드 호킹 박사는 "회색물범이 박수로 소리를 내는 이유는 번식기 기간 동안으로 자신의 힘을 과시해 경쟁자들에게 경고하는 것으로 풀이된다"면서 "예를들어 수컷 고릴라들이 쿵쿵 가슴을 치는 것과 유사하다"고 설명했다. 이어 "회색물범의 이같은 행동은 중요한 사회적 행위로 이를 방해하는 것은 이 종의 번식과 생존에 영향을 미칠 수 있다"고 덧붙였다. 이번 연구결과는 고래 연구 분야 권위지인 ‘해양포유류과학’(Marine Mammal Science) 최신호에 발표됐다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

경기 여주시는 민간기업 ㈜프로테옴텍과 공동 개발한 ‘젖소 초유(初乳) 면역물질 측정 키트인 애니첵’의 해외시장 개척에 나선다. 애니첵은 초유 면역물질(IgG) 측정키트는 젖소에서 나오는 초유의 면역물질 함량을 10분 이내 간편하게 초유에 포함된 면역물질 함량을 측정할 수 있는 키트로 지난해 12월 16일 특허 출원을 마쳤으며 전국 판매를 시작한 제품이다. 특히, 2019년 11월 인사혁신처 주관으로 열린 적극행정 우수사례 경진대회에서는 ‘초유 면역물질 측정키트 개발’ 사례가 최우수상으로 선정되어 대통령 표창을 확보하게 됐다. 애니첵 개발로 젖소 초유를 먹이는 한우농가에 고품질 초유를 저렴하게 공급할 수 있게 돼 한우 폐사율 감소 등 농가 경쟁력 향상에 큰 도움이 될 것으로 기대된다. 지난 3일부터 6일까지 두바이 국제의료기기 박람회(MEDLAB 2020)에 애니첵을 출품해 제품을 전시·홍보했다. 또 일본 오사카에서 오는 26∼28일 열리는 국제의료기기 박람회 ‘메디컬 재팬’에도애니첵을 선보인다. 시 농업기술센터 관계자는 “애니첵은 지난달 16일 시판돼 호평을 받고 있다”며 “지자체에서 개발한 제품을 국제의료기기 박람회에 출품하는 자체가 이례적인데 세계시장에서도 인정을 받을 것으로 기대한다”고 말했다 시 관계자는 “여주시와 프로테옴텍이 공동연구개발한 ‘애니첵’을 활용하여 고품질 초유를 한우농가에 공급하게 되면 연간 7만 두 이상의 송아지 폐사를 줄여 축산농가 소득을 향상시킬 수 있고 항생물질 사용 절감으로 국민에게는 안전하고 건강한 먹거리를 제공하게 될 것”이라고 말했다. 신동원 기자 asadal@seoul.co.kr

공포영화에 흔히 등장하는 소재 중 하나가 바로 좀비이다. 서인도제도의 주술사가 자신의 맘대로 부리기 위해 죽은 시체를 살린 것으로 이들은 듣지도 보지도 의지도 없이 움직이는 것이 특징이다. 그런데 요즘은 주술사가 아닌 스마트폰에 빠져 차들이 오가고 사람이 많은 거리에서도 고개를 숙이고 움직이는 사람들이 많다. 바로 스마트폰과 좀비의 합성어인 ‘스몸비’들이다. 스마트폰의 활용도가 늘어나면서 스몸비들도 늘어나 자동차에 치이는 등 사고도 심심찮게 일어나 사회적 문제가 되고 있다. 캐나다 캘거리대 심리학과, 캘거리의대 지역보건학과, 소아과학과, 캘거리대 공중보건대, 스포츠부상예방연구센터, 앨버타 아동병원연구소 공동연구팀은 스마트폰 사용방법 중 음악을 듣거나 전화 통화를 하는 것보다 문자메시지 전송이 보행자와 운전자의 안전에 가장 큰 문제를 일으킨다는 분석결과를 7일 발표했다. 이번 연구결과는 의학분야 국제학술지 ‘부상예방’ 4일자에 실렸다. 전 세계적으로 매년 약 27만명의 보행자가 사망하는데 이는 전체 교통사고 사망자 숫자의 5분의 1을 차지하는 수준이다. 특히 최근에는 도로를 걷거나 횡단보도를 걸을 때도 스마트폰을 비롯해 각종 스마트기기를 사용하는 사람들이 많아지면서 ‘보행자의 주의 산만’은 심각한 도로안전 위협요소가 되고 있다. 이 때문에 많은 연구자들이 보행자의 스마트 기기 사용과 안전에 대한 상관관계를 분석하려고 시도했지만 대부분이 소규모 실험 수준이나 설문조사와 같은 평가에 머물러 정확한 상관관계와 인과관계를 밝혀내기 어려웠다. 연구팀은 스마트기기로 전화통화, 문자메시지 송수신, 음악감상, 동영상 시청 등 활동이 도로 안전에 미치는 잠재적인 영향을 측정하기 위해 기존 33개 관련 연구 중 14건에 포함된 872명의 데이터를 재분석하고 8건 연구의 데이터를 재검토했다. 연구팀은 보행자들이 스마트기기를 사용하면서 횡단보도를 건너거나 길을 가로지를 때 걸리는 시간, 신호등이 꺼지기 직전이나 충분히 길을 건너기 어려운 상황처럼 안전하게 길을 건널 수 있는 기회를 놓친 경우, 길을 건너면서 좌우를 바라다본 횟수, 자전거나 오토바이, 다른 보행자와 부딪친 횟수 등에 특히 주목했다. 분석결과 스마트폰으로 음악을 듣는 것은 보행자 잠재적 위험을 높이지 않는다고 확인됐다. 또 통화를 하는 것은 도로나 횡단보도를 가로지르는 시간이 약간 늘어나고 신호에 안전하게 건널 수 있는 기회를 약간 놓치는 경우가 많은 것으로 나타났다. 반면 문자메시지를 주고 받는 것은 보행자의 도로안전을 가장 위협하는 행위로 확인됐다. 문자메시지를 주고 받을 때는 도로를 건너기 전후 좌우를 살펴보는 비율이 낮았으며 다른 보행자나 자전거 등과 부딪칠 위험이 급격히 높아지는 것으로 확인됐다. 동영상 시청 역시 문자보내기 만틈이나 위험한 스마트폰 사용하는 보행자 위험을 심각하게 높이는 것으로 분석됐다. 연구팀에 따르면 성별과 보행시간, 횡단보도를 건너는 사람들의 숫자, 평소 보행 속도 등을 고려하더라도 스마트폰 문자메시지를 사용할 때 보행자의 산만해지는 비율은 최대 45%까지 늘어났다. 제프 케어드 캘거리대 교수(보건심리학)는 “스마트폰에 빠지는 사람들이 점점 늘어나는 것만으로도 주의가 산만한 보행자 문제는 미래 도로 안전문제가 될 것”이라면서 “교통공학에서는 단순히 도로의 크기나 자동차의 숫자 뿐만 아니라 보행자의 움직임까지 고려해야 할 상황이 됐다”라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

보고 듣고 말하고 맛보고 느끼는 인간 오감의 어느 하나만 제대로 작동하지 못한다면 어떻게 될까. 손가락에 작은 가시가 박혔을 때의 불편함이나 감기로 코가 막히는 것은 물론 냄새를 맡지 못하게 되면 도무지 음식 맛을 느낄 수 없다는 것은 누구나 한 번쯤 겪어봤을 일이다. 선천적으로나 후천적으로 오감에 문제가 생긴 이들의 불편함은 일반인들은 상상할 수 없을 수준일 것이다. 최근에는 각종 소음과 이어폰 사용이 늘어나면서 청각기능이 떨어지고 심할 경우 청력을 잃는 경우도 종종 생긴다고 한다. 생물학자들이 이같은 후천적 청력상실을 막을 수 있는 화학적 귀마개 기술을 개발해 주목받고 있다. 미국 아이오와대 생물학과, 세인트루이스 워싱턴대 이비인후과 공동연구팀은 청력 손실을 막을 수 있는 수용체를 확인했으며 이를 활용해 청각에 심각한 영향을 미칠 수 있는 소음을 미리 차단해 청력손실을 막을 수 있다고 7일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 미국국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’ 3일자에 실렸다. 이번에 발견한 수용체는 신경세포에 있는 분자의 일부로 내유모세포(inner-ear hair cells)에서 증폭된 소리정보를 뇌의 청각피질로 전달하는 기능을 하는 것으로 확인됐다. 청각기능이 정상적으로 작동하기 위해서는 유모세포에서 신경세포로 음을 잘 전달할 수 있어야 한다. 연구팀은 유모세포에서 신경세포로 신호를 전달하는 역할을 하는 수용체 중 일부라도 ‘GluA2’라고 불리는 단백질이 부족해지면 신경세포가 손상되면서 청력손실을 일으킨다는 사실을 확인했다. 이에 연구팀은 생쥐를 이용해 GluA2 감소 수용체를 차단하는 약물을 투약한 결과 쥐가 소음에 노출되더라도 청력을 잃지 않는다는 것을 확인했다. 내유모세포와 신경세포 사이에서 발생할 수 있는 문제를 사전에 차단해 청각손상을 막아주는 일종의 ‘화학적 귀마개’를 씌운 것이다. 연구팀이 시도한 화학적 귀마개는 큰 소리로 인한 피해를 막아줄 뿐 일상적 소리를 차단하거나 교란시키지는 않는 것으로 알려져 있다. 이번 연구결과를 군(軍)에서 관심을 갖고 있는 것으로 알려졌다. 전투임무 수행 중 폭발음과 총성 등 큰 소음에 자주 노출되는 군인들은 전쟁 후 외상후스트레스장애 뿐만 아니라 청각손실 같은 신체적 손상도 입는 경우가 많기 때문이다. 스티븐 그린 아이오와대 교수(신경과학)는 “영구적 청력 손상은 우리가 안전하다고 생각한 수준의 소음에 의해서도 발생할 수 있으며 현재 기술로는 청각 신경세포나 유모세포를 재생할 수 없기 때문에 소음 노출에 항상 주의해야 한다”라고 말했다. 그린 교수는 “이번에 개발한 화학적 귀마개는 일상적으로 소리를 듣는데는 문제를 일으키지 않으면서도 청각세포에 영향을 미치는 소음을 차단해줄 수는 있지만 아직 사람에게 적용하기 위해서는 추가연구가 필요하다”고 덧붙였다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

방학이 되면 집에만 있는 것을 지겨워하는 아이들 등쌀에 부모들은 동물원이나 수족관, 과학관, 박물관 같은 곳을 많이 찾습니다. 물론 요즘은 신종 코로나바이러스 감염증이 확산되면서 사람들이 많이 모이는 곳을 피하게 되지만 말입니다. 아이들이 좋아하는 동물원과 수족관의 역사는 인류가 지구상에 등장할 때까지로 거슬러 올라갈 수 있습니다. 사람들은 야생동물을 가축화하고 사육하는 대상으로도 봤습니다. 이후 왕족과 귀족들은 진기한 동식물을 보고 즐기기 위해 동물원, 식물원, 수족관을 만들었습니다. 현재와 같은 형태를 갖춘 최초의 동물원은 1752년에 만들어진 오스트리아 빈의 쇤브룬 동물원입니다. 이후 유럽 각지에 식물원과 동물원이 설립됐습니다. 과학 연구와 대중에게 새로운 볼거리를 제공한다는 취지이지만 사실은 제국주의 성과를 과시하려는 것이기도 했습니다. 1960년대 이후 생물학자들이 여러 동물을 대상으로 연구한 결과 동물들도 인간처럼 행복, 분노, 수치심 등 감정이 있다는 것을 속속 밝혀냈습니다. 이 때문에 동물을 가둬서 구경거리로 만드는 현재의 동물원과 수족관은 문제가 많다는 지적이 꾸준히 나오고 있습니다. 이 같은 상황에서 아일랜드 트리니티칼리지 더블린대, 아일랜드 골웨이국립대, 종360보전과학연합, 덴마크 서던덴마크대, 영국 세인트앤드루스대 공동연구팀은 동물원과 수족관이 야생에서 위협받는 멸종위기종을 보호할 수 있는 수단으로 활용될 수 있다는 분석논문을 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션스’ 5일자에 발표했습니다. 연구팀은 종360보전과학연합에서 관리하는 동물정보관리시스템(ZIMS) 데이터와 세계동물원수족관협회(WAZA)에 가입된 58개국 458개 동물원과 수족관에 있는 2만 2000여종의 생물과 동물원, 수족관 관람객에 대한 분석을 했습니다. 분석 결과 매년 동물원과 수족관을 찾는 관람객은 전 세계 77억명 중 10%에 해당하는 7억~8억명이며 이를 바탕으로 WAZA는 야생보전 프로그램에 매년 3억 5000만 달러(약 4160억원)를 기부하고 있다고 합니다. 또 동물의 종류가 많은 곳보다 코뿔소, 호랑이, 코끼리, 곰처럼 크고 상징적인 동물이 있는 동물원에 관람객이 더 많이 몰리는 것으로 확인됐습니다. 이번 논문이 눈길을 끄는 것은 동물원이 동물의 행복권을 해치기 때문에 축소하거나 없애기보다는 쉽게 볼 수 없는 동물과 다양한 종의 동물을 동물원에 수용하는 것이 필요하다고 주장하고 있기 때문입니다. 더 많은 관람객이 동물원을 찾게 된다면 수익금을 바탕으로 더 많은 종 보존기금을 확보해 멸종위기종 동물을 더욱 효과적으로 보호할 수 있게 된다는 결론이지요. 인간의 활동 때문에 멸종하는 동물들이 기하급수적으로 늘어나면서 이를 보존하기 위한 기금을 확보하고 동물보호의 중요성을 알린다는 차원에서 동물원을 활용해야 한다는 것은 타당합니다. 그렇지만 동물원에 갇혀 사는 동물들이 스트레스로 인해 이상현상들을 보이는 것도 엄연한 사실입니다. 멸종위기종 동물 보존 수단이라는 동물원의 가치와 동물원 내 동물들의 권리를 어떻게 동시에 만족하게 할 수 있을지는 더 많은 고민이 필요할 것 같습니다. edmondy@seoul.co.kr

동유럽 체코에서 발견된 신석기시대 목조 우물이 약 7000년 전에 만들어졌다는 분석 결과가 나왔다. 우물은 인류가 나무로 만든 목조 구조물로는 현재 세계에서 가장 오래된 것으로 알려졌다. 미국 CNN 4일자 보도에 따르면, 체코 파르두비체대학 등 공동연구진이 지난해 자국 북서부 도시 오스트로프 인근 간선도로 공사 도중 발견된 나무 우물에 관한 조사 결과를 발표했다. 우물의 재질은 오크나무(떡갈나무나 졸참나무 따위)로, 기원전 5256년쯤 농민들이 만든 것으로 보인다고 연구진은 설명했다. 이번 연구에서 연구진은 우물에 쓰인 나무의 나이테를 이용해 분석하는 ‘나이테연대측정법’(dendrochronology)으로 제작 연대를 알아냈다. 그 결과, 우물은 세계에서 가장 오래된 목재 구조물로 확인됐다. 이에 대해 연구에 참여한 파르두비체대학의 유물 복원 전문가인 카롤 바이어 연구원은 “우물은 오랜 세월 물속에 잠겨 있었던 덕분에 오늘날까지 보존될 수 있었다”면서 “이 상태로 우물을 건조시키면 완전히 부서질 수 있는 상황”이라고 말했다. 이에 따라 연구진은 우물의 목재를 변형 없이 건조할 방법을 고안하고 있다. 설탕 성분을 사용해 목재 속 세포 조직을 강화할 것이라고 이들은 설명했다.우물은 높이 140㎝, 가로·세로 80·80㎝의 직육면체 구조다. 목조 구조물로서의 형태와 목재 표면에 남은 도구의 흔적은 가공이나 접합 부분에 기존에 알려진 것보다 발전한 기술을 사용한 것으로 나타났다. 도구는 석기 이외에도 동물의 뼈와 뿔 그리고 경질의 나무를 사용했다. 이 시대에 이 지역에서 이렇게 기술이 발전한 사례는 지금까지 알려진 바 없다고 연구진은 지적했다. 신석기시대 초기 우물이 체코에서 발견된 사례는 지난 4년 동안 세 번째로 그 중 이번이 가장 오래된 것으로 전해졌다. 자세한 연구 결과는 국제 학술지 ‘고고학저널(Journal of Archaeological Science) 3월호에 실릴 예정이다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

흔히 장어라고 불리는 민물장어는 비타민A와 단백질이 풍부해 원기회복에 도움이 되는 음식으로 알려져 있다. 이 때문에 민물장어는 구이나 덮밥, 초밥 등 다양한 음식에 사용되고 있다. 그런데 국내 연구진이 음식으로만 알고 있는 민물장어를 이용해 세포 구조를 더 정밀하고 오래 관찰할 수 있는 기술을 개발해 화제가 되고 있다. 기초과학연구원(IBS) 분자분광학 및 동력학 연구단, 고려대 화학과, 서울대, 울산과학기술원(UNIST) 공동연구팀은 민물장어가 갖고 있는 형광단백질을 이용해 살아있는 세포 구조를 8배 더 오래 관찰할 수 있는 초고해상도 형광현미경법을 개발했다고 4일 밝혔다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’에 실렸다. 초고해상도 형광현미경은 형광 단백질을 이용해 살아있는 세포를 분자 수준에서 관찰할 수 있는 장치로 이를 개발한 연구자들은 2014년 노벨화학상을 수상하기도 했다. 문제는 세포 속을 관찰하기 위해서는 빛을 비춰줘야 하는데 형광단백질이 반복적으로 빛에 노출될 경우 형광이 사라지는 광표백 현상이 일어난다는 것이다. 이에 연구팀은 2013년 일본 이화학연구소(리켄) 연구팀이 발견한 민물장어 속 형광단백질인 ‘우나지’에 주목했다. 일반적인 형광단백질은 단백질 내부의 아미노산을 이용해 발광하는데 우나지는 외부 대사물질인 빌리루빈을 이용하는 것으로 알려져 있다. 우나지와 빌리루빈은 서로 떨어져 있으면 형광을 발광하지 못하지만 결합하면 밝은 녹색을 내는 형광물질이 된다.연구팀은 우나지-빌리루빈 결합체에 청색 빛을 쪼이면 광표백으로 형광이 꺼지고 다시 빌리루빈을 처리하면 형광이 되살아난다는 것을 밝혀냈다. 특히 청색광으로 광표백이 되더라도 우나지 단백질 자체에 구조적 손상이 가지 않기 때문에 빌리루빈을 결합시키면 형광신호를 켤 수 있다는 것을 규명한 것이다. 연구진은 우나지-빌리루빈 결합체를 초고해상도 형광현미경에 적용한 결과 세포 속 분자들의 위치를 나노미터 수준의 정확도로 측정하는데 성공했다. 특히 살아있는 세포에서 광표백에 제한받지 않고 기존 기술보다 8배 정도 오래 세포를 관찰할 수 있어 세포의 움직임을 초고해상도 동영상 촬영도 가능하다는 것이다. 심상희 IBS 연구위원(고려대 화학과 교수)은 “이번 기술은 초고해상도 형광현미경으로 살아있는 세포의 동영상을 촬영하는데 걸림돌이었던 광표백의 한계를 극복했다는데 의미가 크다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr